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    Wi-Fi在智能家居中变得日益重要

Wi-Fi在智能家居中变得日益重要 2023-03-27

Wi-Fi在智能家居中变得日益重要,Nordic公司推出nRF7002 Wi-Fi 6协同IC及其相关开发套件 (DK) ,可让开发人员更加便捷地利用在智能家居领域中日益重要的Wi-Fi连接.

Wi-Fi 6使流行的无线技术更适合物联网,它作为Matter标准的关键部分使Matter成为了智能家居的基础。Matter承诺为智能家居生态系统带来互联互通,并基于Thread实现低功耗无线连接,当需要更大的吞吐量和具备更多能源时则使用Wi-Fi。(Matter中也加入了以太网有线标准,未来还会加入蜂窝物联网,调试时则使用低功耗蓝牙。)

连同用于Matter标准的其他协议,Wi-Fi能够支持互联网协议 (IP)。IP本质上是用于在互联网上快速传送数据的网络层通信标准,这方面的优势是很明显的——每个互联网支持设备都具有自己的IP地址,通过协议的互联互通,每个智能家居产品均可以非常便捷地连接到云端。有了这样的灵活性,智能家居应用可以变得非常强大和灵活。

智能家居对无线技术的多样化需求

消费者对于家中的Wi-Fi通信已经非常熟悉了,它推动了家庭娱乐网络。通过使用Wi-Fi,人们无论坐在家里的哪个位置,都能够在平板电脑上观赏电影。在新冠疫情大流行期间,Wi-Fi为许多居家办公的视频会议提供助力,其无缝连接的特性已扩展到电视机、洗衣机和冰箱等家用电器。毫无疑问,Wi-Fi是地球上最常见的无线连接技术。

但是所有的无线技术都需要权衡利弊。而且,由于Wi-Fi主要是为提供高吞吐量而设计的,它往往很耗电。将Wi-Fi接入点插入电源,利用便携式电脑电池的容量支撑内容传输,解决了这个问题,但高能耗确实限制了Wi-Fi的应用。例如,对于电池供电的电灯开关来说,它就不是最好的技术。这只需要发送少量的数据来开关对应的灯,同时使用一个可以持续数月的小型电池。对于这类应用,低功耗无线技术,如蓝牙低功耗,Thread或Zigbee是比Wi-Fi更好的选择。

Wi-Fi支持更多的家居设备

Wi-Fi 6加入了省电技术,可让设计人员以牺牲一些吞吐量来换取更长的电池使用寿命,从而改善使用效果。而且,通过使用一种名为正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA) 的多址接入调制技术,Wi-Fi 6的每个20 MHz信道可以被分成数百个子信道,使其能够同时支持家庭中更多的设备。(之前,使用Wi-Fi支持多个网络设备会产生拥塞,随后会降低吞吐量。)虽然这些改进仍不能使Wi-Fi适用于无线电灯开关等应用,但它们确实使其成为智能家用电器(如安全摄像头、智能恒温器和智能扬声器)的良好选择。

这些新的Wi-Fi技术将推动智能家居领域的蓬勃发展。根据Vantage Market Research数据,到2028年,智能家居市场价值将从2021年的750亿美元扩大5.5倍以上,这意味着每年有超过4200亿美元销售额。作为这项总额的一部分,在2021年至2025年期间,基于Wi-Fi的智能家居设备出货量的复合年增长率将会达到21% [1]

提升智能家居的易用性

Matter得到了亚马逊、苹果、谷歌、北欧、三星和其他数百家公司的支持,为以前分散的智能家居行业带来了秩序。这将推动销售,因为消费者可以从任何主流供应商那里购买智能设备,然后轻松地将其与他们喜欢的智能家居生态系统配对。这符合那些渴望通过向消费者提供增值的智能家居服务从而获得成倍销售额的主要供应商的需求。

Matter的无线技术(和以太网)选择是经过仔细考虑的。Wi-Fi已被全球数亿家庭使用,Wi-Fi 6让Wi-Fi技术变得更适用于智能家居应用。Thread是一种低功耗无线标准,无需网关就能与大型IP网络无缝集成。低功耗蓝牙可以与智能手机互操作,这为调试和配置全新的智能家居产品提供了理想接口。除了为智能家居产品提供高吞吐量选择的好处之外,Wi-Fi还支撑着Matter的IP互操作性。Matter应用层简化了Thread设备连接家庭Wi-Fi网络,再从那里连接到云端的通信操作。而使用Wi-Fi进行网络传输的Matter设备不需要内置网状网络支持,因为Wi-Fi 6良好的通信范围可让Matter设备保持连接。这些非网状网络Matter设备可以做到更小的体积,并降低功耗。

开始使用智能家居Wi-Fi

Nordic公司推出nRF7002 Wi-Fi 6协同IC及其相关开发套件 (DK) ,可让开发人员更加便捷地利用在智能家居领域中日益重要的Wi-Fi连接。这款IC是具有低功耗特性的Wi-Fi 6设备,提供无缝的双频段 (2.4和5GHz) 连接。nRF7002支持低功耗蓝牙、Thread和Zigbee无线电,及Wi-Fi 6的关键省电功能,即目标唤醒时间 (TWT) 功能。这款DK可让开发人员轻松启动基于nRF7002的物联网项目。另外,它还搭载了支持Thread和低功耗蓝牙的nRF5340多协议SoC,适合使用所有的Matter无线技术进行产品开发。

今天,智能家居在精通技术产品的先行者中非常受欢迎,但未能在主流市场大行其道。不过,Matter预示着互联家居产品的曙光降临,而Wi-Fi将是实现成功的重要基础,看来智能家居终于能够尽展所长了。

[1] 智能家居市场规模将于2028年达到4239.5亿美元,Vantage Market Research资料

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